2014 Fiscal Year Annual Research Report
全天探査用広視野ＭｅＶガンマ線カメラを用いた長時間気球フライトによる天体観測
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13J01213
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古村 翔太郎 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | MeVガンマ線 / コンプトンカメラ / 電子飛跡 / ETCC / 偏光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は次世代のMeVガンマ線望遠鏡として､電子飛跡検出型コンプトンカメラ(Electron Tracking Compton Camera, ETCC)の開発を進めている。昨年度の研究では､ETCCの想定以上の感度向上に加え、シミュレーションによりETCCの偏光検出可能性も示した。近年、天体X線ガンマ線の偏光検出の重要性は増している一方、MeV領域で偏光検出能力を持つ検出器は少ない。ETCCの偏光検出器としての有用性を実証できれば、ETCCによる天体観測計画を進める上で強力な武器となる。
そこで本年度は、気球搭載用ETCCを用いた2通りの偏光検出能力の実証･定量評価を行った｡
(1) Ba-133ガンマ線源(1.7MBq)から放射されるガンマ線をコンプトン散乱させることで､偏光ガンマ線を生成しETCCで観測した。SN比は0.2:1と雑音有意な環境であり、宇宙環境における偏光検出可能性の最初の確認としては妥当な実験である。得られた偏光モジュレーションは、シミュレーションとほぼ一致する結果が得られ、偏光検出性能の指標となるモジュレーションファクターは約0.5と非常に高い値が得られた。これにより、ETCCは雑音有意な環境下でも高い偏光検出能力を発揮できることが確認された。
(2) ビームラインSPring-8 BL08Wを利用して､高統計での精密評価を行った。182 keV直線偏光ビームを10 mm厚のアルミ板に照射し､その90°散乱光をETCCで測定した。入射ガンマ線の偏光方向を変えたセットアップで測定を繰り返し、そのいずれにおいても得られたモジュレーションは、誤差の範囲内でセットアップから予想される結果と一致した。今後、実験結果のより詳細な解析とシミュレーションとの比較による定量評価を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していなかったETCCの偏光観測可能性を見出し､その高い検出性能を実証することができた。これにより偏光観測での活用も期待でき、ETCCによる天体観測計画を進める上では大きな進展があったと言える。一方で、気球打ち上げの予定が不透明なため、当初予定していたETCCを搭載した気球観測実験が行えていないため、研究全体としてはやや遅れている｡
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の偏光実験の結果をまとめ、研究発表、特に論文投稿を活発に行っていく。
また現在のETCCの観測性能は､測定データの解析方法を改良により、まだ改善する余地が見られるため、シミュレーションも駆使しして解析方法の研究を進める｡
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[Journal Article] Performance of a New Electron-Tracking Compton Camera under Intense Radiations from a Water Target irradiated with a Proton Beam2015
Author(s)
Y. Matsuoka, T. Tanimori, H. Kubo, A. Takada, J.D. Parker, T. Mizumoto, Y. Mizumura, S. Iwaki, T. Sawano, S. Komura, T. Kishimoto, M. Oda, T. Takemura, S. Miyamoto, S. Sonoda, D. Tomono, K. Miuchi, S. Kabuki, S. Kurosawa
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Journal Title
Journal of Instrumentation
Volume: 10
Pages: C01053
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡が持つMeVガンマ線偏光撮像能力の検証2015
Author(s)
古村翔太郎, 谷森達, 窪秀利, 高田淳史, 水本哲矢, J. D. Parker, 水村好貴, 澤野達哉, 中村輝石, 松岡佳大, 中村祥吾, 小田真, 岸本哲朗, 竹村泰斗, 宮本奨平, 身内賢太朗, 黒澤俊介
Organizer
日本天文学会 2015年春季年会
Place of Presentation
大阪大学
Year and Date
2015-03-18 – 2015-03-21
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[Presentation] 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡を用いた天体MeVガンマ線の偏光撮像観測計画2015
Author(s)
古村翔太郎, 谷森達, 窪秀利, 高田淳史, 水本哲矢, J. D. Parker, 水村好貴, 澤野達哉, 中村輝石, 松岡佳大, 中村祥吾, 小田真, 岸本哲朗, 竹村泰斗, 宮本奨平, 身内賢太朗, 黒澤俊介
Organizer
第15回宇宙科学シンポジウム
Place of Presentation
ISAS
Year and Date
2015-01-06 – 2015-01-07
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[Presentation] Effectiveness and Performance of a Full Ray-Tracing Sub-MeV Compton Imager2014
Author(s)
Y. Mizumura, A. Takada, S. Iwaki, S. Komura, H. Kubo, Y. Matsuoka, K. Miuchi, T. Mizumoto, K. Nakamura, S. Nakamura, M. Oda, J. D. Parker, S. Sonoda, T. Sawano, T. Tanimori, D. Tomono
Organizer
IEEE NSS/MIC/RTSD 2014
Place of Presentation
Seattle, USA
Year and Date
2014-11-10 – 2014-11-10
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[Presentation] Imaging polarization measurement above 100 keV with a wide field of view by electron tracking Compton camera2014
Author(s)
A. Takada, T. Tanimori, H. Kubo, J. D. Parker, T. Mizumoto, Y. Mizumura, T. Sawano, K. Nakamura, Y. Matsuoka, S. Komura, S. Nakamura, T. Kishimoto, M. Oda, T. Takemura, S. Miyamoto, K. Miuchi, S. Kurosawa
Organizer
X-ray polarization in astrophysics - a window about to open?
Place of Presentation
Stockholm, Sweden
Year and Date
2014-08-28 – 2014-08-28
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[Presentation] Balloon-borne experiment for observation of sub-MeV/MeV gamma-rays from Crab Nebula using an Electron Tracking Compton Camera2014
Author(s)
S. Komura, T. Tanimori, H. Kubo, A.Takada, S. Iwaki, S. Kurosawa, Y. Matsuoka, S. Miyamoto, T. Mizumoto, Y. Mizumura, K. Nakamura, S. Nakamura, M. Oda, J. D. Parker, T. Sawano, S. Sonoda, T. Takemura, D.Tomono, K. Miuch
Organizer
40th COSPAR Scientific Assembly
Place of Presentation
Moscow, Russia
Year and Date
2014-08-08 – 2014-08-08
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